Academic literature on the topic 'Teeth implant'

Master of Dental Surgery
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Ce travail porte sur l’étude du comportement biomécanique d’un modèle cadavérique et d’un modèle in vitro de l’arthroplastie totale de hanche. Nous avons cherché à mettre en relief et à étudier des paramètres qui pouvaient nous permettre de disposer d’une méthode d’analyse objective de la stabilité de l’implant acétabulaire. La première partie décrit le contexte de l'étude. Nous avons insisté sur les différentes méthodes d’analyses qui permettent d’analyser la stabilité d’un implant osseux. En effet, malgré l’utilisation quotidienne des implants, le taux d’échec d’ostéointégration reste élevé. Ces échecs s’accompagnent d’une morbidité importante et d’un surcout notable. Parmi les causes d’échec identifiées, le descellement aseptique de la cupule acétabulaire dans l’arthroplastie de hanche peut être lié à un défaut de stabilité primaire, non obtenu lors de l’intervention chirurgicale. Il a été montré que le descellement de la cupule acétabulaire pouvait résulter d'une faible stabilité primaire entre la cupule et l'os l'entourant. Les chirurgiens qui pratiquent l’arthroplastie de hanche évaluent de manière empirique la stabilité obtenue ou non de l’implant acétabulaire en écoutant le son produit lorsqu'ils impactent la cupule ou à leur ressenti en la manipulant. Une méthode d'estimation de la stabilité primaire pourrait permettre au chirurgien orthopédique de mieux appréhender la stabilité des implants qu’il pose au bloc opératoire. L'objet principal de ce travail de thèse était ainsi d'étudier les signaux d'impacts sur le cotyle prothétique. Dans un premier temps, nous avons réalisé une étude de l'insertion de la cupule par impacts sur un modèle cadavérique (sujets anatomiques de l’école de chirurgie du fer à moulin) dans des conditions proches de celle de l'opération en clinique. Une corrélation a été trouvée entre le moment d'impact et la stabilité (R2=0.69). Cette étude expérimentale a ainsi montré le potentiel de la méthode de traitement des signaux d'impact dans la prédiction de la stabilité primaire de la cupule acétabulaire. Mais nous avons observé des modifications entre les signaux obtenus sur les différents sujets. Nous avons posé comme hypothèse que ces modifications étaient liées à la variation des tissus mous entre chaque sujet. Le troisième volet de cette thèse a donc porté sur l’analyse du comportement biomécanique de notre modèle en présence d’une quantité plus ou moins importante de muscle.Nous avons utilisé à nouveau le modèle in vitro que nous avions développé et avons ajouté dans le système d’impaction des tranches de poitrine de dinde d’épaisseur variable. Le but de cette seconde étude était d’intégrer le paramètre lié à l’existence d’une épaisseur variable de tissus mous dans l'interaction dynamique entre le marteau, l'ancillaire (et la cupule) et le tissu osseux lors de l'insertion. La valeur de la moyenne et de l’écart-type de l'indicateur Im obtenues pour tous les échantillons et toutes les configurations pour une valeur d’épaisseur des tissus mous égale à 10 mm (respectivement 30 mm) étaient égales à 0,592 ± 0,141 (respectivement 0,552 ± 0,139). L’analyse statistique a montré qu'il n'y avait pas eu d'effet significatif de la valeur de l’épaisseur des tissus mous sur les valeurs de l'indicateur Im (F = 3,16; p = 0,08). Malgré les limitations évidentes d’une étude in vitro sur un modèle partiel d’arthroplastie totale de hanche, ces résultats, ainsi que les résultats précédents obtenus sur les sujets anatomiques, montrent la faisabilité du développement d'un dispositif médical dédié à l'estimation de la stabilité de l'implant acétabulaire et qui pourrait être utilisé comme système d'aide à la décision par le chirurgien orthopédique
Abstract:This work studies the biomechanical behavior of a cadaveric model and an in vitro model of total hip arthroplasty. We sought to highlight and study parameters that could allow us to have a method of objective analysis of the stability of the acetabular cup implant.The first part describes the context of the study. We have emphasized the different methods of analysis that make it possible to analyse the stability of a bone implant. Indeed, despite the daily use of implants, the failure rate of osseointegration remains high and failures still happen due to inadequate mechanical behavior of the prosthesis.Among the identified causes of failure, aseptic loosening of the acetabular cup after hip arthroplasty may be related to a primary defect in stability, not achieved during the surgical procedure. It has been shown that loosening of the acetabular cup may result from poor primary stability between the prosthetic cup and the surrounding bone.A method of estimating primary stability could allow the orthopaedic surgeon to better control the stability of the implants he poses in the operating room.The main purpose of this thesis work was to study the impact signals on the prosthetic acetabulum.Firstly, we carried out a study of the insertion of the cup by impacts on a cadaveric model. A correlation was found between impact time and stability (R2 = 0.69). This experimental study has thus shown the potential of the impact signal processing method in predicting the primary stability of the acetabular cup. But we observed changes between the signals obtained on the different subjects. We hypothesized that these changes were related to soft tissue variation between subjects.The third part of this thesis focused on analysing the biomechanical behavior of our model in the presence of soft tissues.We used again the in vitro model that we had developed and added in the impaction system turkey slices of varying thickness.The purpose of this second study was to integrate the parameter related to the existence of a variable thickness of soft tissues in the dynamic interaction between the hammer, the ancillary (and the cup) and the bone tissue during the insertion. The mean and standard deviation of the Im indicator obtained for all samples and configurations at a soft tissue thickness value of 10 mm (30 mm) was 0.592 ± 0.141, (respectively 0.552 ± 0.139). Statistical analysis showed that there was no significant effect of the value of soft tissue thickness on the values of the Im indicator (F = 3.16, p = 0.08). Despite the obvious limitations of an in vitro study on a partial model of total hip arthroplasty, these results, as well as the previous results obtained on anatomical subjects, show the feasibility of developing a medical device dedicated to estimating the stability of the acetabular implant and which could be used as a decision support system by the orthopaedic surgeons

Nenhuma
Embora o titânio e suas ligas sejam amplamente utilizados na implantodontia e os resultados das experiências clínicas comprovarem que estes materiais apresentam excelente biocompatibilidade, existem questionamentos quanto às propriedades físico-químicas ideais das superfícies dos implantes de titânio cppaarrroaap crstieee rdoísabtdtieceras sus musãpaoe roifsmisceipaooiisnr ttdeagnorstae çismã, opu lmaadnaet qevusea zdd aeq ueti etd âuanr iaood soasuienroadi.na t Nenogã roea nçeãtsaotnã otéo ,di neotfsei nnmisdaoomdse enlnoats e l iptdaeerrpaae tnuddreaefi.n ntEiers tdaaass ligação das células com a superfície do implante. A composição química e a topografia da superfície e métodos de subtração e de revestimentos utilizados em modificações de superfícies de titânio comercial implantes dentários foram estudados por espectroscopia de emissão de fotoelétrons por raios-X (XPS), espectroscopia por energia dispersiva (EDS), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (AFM), e difração de raios X (XRD). As amostras foram dispostas em cinco grupos, de acordo com tratamento de superfície: (1) duplo ataque ácido, (2) anodização e incorporação de Ca/P, (3) condicionamento ácido e deposição de Ca/P, (4) plasma spray de hidroxiapatita, e (5) jateamento de Ca/P mais ataque ácido. As análises através de XPS demonstraram que as concentrações de Ti, O e C na superfície foi diferente entre os grupos, o que pode ser atribuído a diversos processos que foram submetidos ao implante na sua fabricação. Além disso, foi demonstrada a presença dos elementos mencionados pelo fabricante nos grupos 1, 2 e 4, mas a ausência de Ca e P nos grupos 3 e 5, divergindo da informação fornecida pelo fabricante. No entanto, eles foram demonstrados em pequenas quantidades por EDS. A análise da composição de contaminação da superfície por EDS em todos os grupos revelou a presença dos elementos C, Na, Si, Nb, Cl, K, V, Al e Fe, atribuído aos elementos de liga, ao processo de fabricação ou à manipulação dos implantes. A análise por XRD demonstrou além da presença de titânio em todos os grupos, a presença de hidreto de titânio no grupo 1, anatase (TiO2) no grupo 2, e hidroxiapatita sintética no grupo 4. O aspecto topográfico do tratamento abrasivo, erosivo e tratamentos de revestimento foram diferentes para os diferentes tratamentos de superfície, como observado por SEM e AFM. O tratamento abrasivo associado ao erosivo aumentou o parâmetro de rugosidade Sa e o tratamento erosivo sozinho diminuiu o Sa. Os parâmetros Ssk e Ska para as superfícies estudadas variaram os valores entre negativos e positivos, indicando que as superfícies dos grupos 2 e 4 são compostas por uma superfície áspera com perfil aleatório de picos e vales, sendo a prevalência por vales apresentando boa molhabilidade. Na seqüência as superfícies dos grupos 4, 1 e 3, respectivamente apresentaram as mesmas características em menor relevância.
Although titanium and its alloys are widely used in implantology and results of clinical trials demonstrate that these materials show excellent biocompatibility, there are doubts about the ideal physicochemical properties of the titanium implants surfaces to achieve an adequate and lasting osseointegration. However, the ideal parameters to define the titanium surface properties of dental implants are not yet defined in the literature. These features are important, since osseointegration is heavily dependent on the bonding of the cells with the implant surface. The chemical composition and the surface topography of subtractive and coating methods used in surface modifications of commercial titanium dental implants were studied by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), energy dispersive spectroscopy (EDS), scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), and X-ray diffraction (XRD). The groups were: (1) double acid etching, (2) anodization and incorporation of Ca/P, (3) acid etching and deposition of Ca/P, (4) hydroxyapatite- blasting, and (5) Ca/P-blasting and acid etching. The XPS analysis showed that the concentrations of O, Ti and C on the surface were different between the groups, which can be attributed to the different processes they are subjected to the implants in their manufacture. Analysis by XPS showed the presence of the elements mentioned by the manufacturer in groups 1, 4, and 5, did not reveal the presence of Ca and P in groups 2 and 3, as mentioned by the manufacturer. However, they were demonstrated in very small amounts by EDS. The composition analysis of surface contamination viewed by EDS in all groups revealed the presence of C, Na, Si, Nb, Cl, K, Al and Fe impurities, attributed to the manufacturing process and handling of the implants. The XRD analysis showed the presence of titanium hydride in group 1, the absence of Ca and P in group 2 and V and Al in group 3 (informed by the manufacturers). However, the presence of Al and V in the latter group was confirmed by the EDS analysis, but not the Ca in the former. The topographical aspect of abrasive, erosive and coating treatments were different for the different surface treatments, as observed by SEM and AFM. The abrasive treatment associated with the erosion increased the rugosity parameter Sa and the erosive treatment decreased it. The parameters Ssk and Ska ranged values between negative and positive, indicating that the areas in groups 2 and 4 were composed of a random rough surface with a profile of peaks and valleys, with the prevalence of valleys with good wettability. The surfaces of groups 4, 1, and 3 presented the same characteristics in lesser relevance.

Nenhuma
A especialidade odontológica da implantodontia tem por fundamento a implantação de artefatos metálicos, normalmente feitos de titânio comercialmente puro, para a substituição de elementos dentais perdidos. O titânio apresenta características favoráveis como biomaterial e os implantes odontológicos atuais apresentam alto índice de sucesso devido à capacidade de osseointegração, que é a união entre o osso e o implante sem interposição de tecido fibroso. Três dos maiores fabricantes nacionais de implantes foram escolhidos para participarem do estudo. Um quarto fabricante, estrangeiro, foi escolhido para participar do trabalho como padrão de comparação. Cada fabricante teve três amostras de um modelo de acabamento superficial liso (usinado) e três amostras de um modelo de acabamento superficial poroso analisadas. O estudo da composição química superficial e da morfologia dos implantes foi realizado utilizando-se espectroscopia de elétrons excitados por raios X (XPS), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise de microssonda. A superfície dos implantes é composta basicamente por titânio, oxigênio e carbono. Alguns contaminantes comumente encontrados na superfície de implante foram verificados nas amostras, mas nenhum contaminante indesejado foi verificado neste estudo. A camada superficial de óxido é composta principalmente por dióxido de titânio (TiO2), outros óxidos como TiO e Ti2O3 também foram encontrados em menor quantidade. O carbono encontrado na superfície foi atribuído aos processos de fabricação a que os implantes são submetidos pelos fabricantes. Os outros elementos encontrados na superfície, nitrogênio, fósforo e silício, aparecem em pequena concentração. Não foi percebida discrepância entre as composições superficiais dos implantes nacionais e importados. As imagens de microscopia eletrônica realizadas em diferentes aumentos, de 35 a 3500, revelaram características semelhantes entre os implantes de acabamento superficial liso, com marcas de estriações causadas pelo processo de usinagem. Nos implantes de acabamento superficial poroso, a morfologia variou para todos os modelos estudados, este fato foi atribuído aos diferentes métodos utilizados por cada fabricante para a modificação da superfície. Os implantes foram submetidos a um teste de bioatividade em solução de SBF para verificar a formação de uma camada de hidroxiapatita na superfície. As amostras foram divididas em três grupos e deixadas em solução a 37 C por 7, 14 e 21 dias. Após serem removidos da solução a análise de XPS foi novamente realizada e logo depois a superfície dos implantes foi submetida à análise por microssonda. O XPS acusou a presença de alguns componentes da solução SBF na superfície das amostras. No entanto, a análise de microssonda não revelou a formação de uma camada de hidroxiapatita e sim a deposição de cristais de NaCl em alguns implantes.
Dental implantology uses metallic devices made of commercially pure titanium in order to replace lost teeth. Titanium presents favorable characteristics as biomaterial and modern implants are capable of integrate, witch is the union between bone and implant without fibrous tissue development. Three of the major Brazilian implant manufacturers were chosen to join the study. A foreign manufacturer participated as standard. The manufacturers had three specimens of each implant with two different surface finishing, as machined and porous, submitted to analysis. Surface chemical composition and implant morphology were analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), scanning electron microscopy (SEM) and microprobe. Implant surface is mainly composed of titanium, oxygen and carbon. Few contaminants commonly present on implant surface were found on samples. Superficial oxide layer is basically composed of titanium dioxide (TiO2), another oxides as TiO and Ti2O3 were also found in small amount. Carbon on implant surface was attributed to manufacturing process. Nitrogen, Phosphorous and Silicon appeared in smaller concentration on surface. There was no surface discrepancy among foreign and Brazilian made implants. SEM images were made on different magnification, 35 X to 3500 X, and showed similarity among as machined implants. Porous surface finishing implants presented distinct morphology. This result was attributed to differences on manufacturing process. Implant bioactivity was accessed through immersion on simulated body solution (SBF) in order to verify formation of an hidroxiapatita (HA) layer on surface. Samples were divided on three groups according to immersion time: G1 (7 days), G2 (14 days), G3 (21 days), and deep in SBF solution at 37 C. After being removed from solution, XPS analyses were made and then implants have been submitted to microprobe analysis. XPS showed some components of SBF solution on sample surface but microprobe examinations did not confirmed the formation of HA layer. However, it was observed NaCl crystals on some implant surface.

Nenhuma
Desde que Brånemark cunhou o termo osseointegração após a sua descoberta acidental em 1962, o uso de implantes osseointegráveis ganhou força e dentre estes, particularmente os implantes dentais, que são hoje o estado da arte para a terapia reabilitadora oral. Esta fixação biológica (osseointegração) é considerada um pré-requisito para próteses implanto-suportadas e para seu sucesso a longo prazo. Vários fatores foram identificados como particularmente importantes para a incorporação do implante no osso, sendo um deles as propriedades da superfície do implante. Tendo em vista esta importância, o presente trabalho tem como objetivo investigar as modificações nas propriedades morfológicas e fisico-químicas da superfície de titânio utilizado na confecção de implantes odontológicos introduzidas após o tratamento por diferentes metodos de acabamento (jateamento, ataque ácido, imersão em solução para incoporação de Ca/P, formação de oxido de titânio nanoestruturado via anodização). Na primeira parte do presente estudo determinaram-se as melhores condições de jateamento para se obter parâmetros de rugosidade adequados. Para isso, foram inseridas três variáveis: pressão do jateamento, granulometria média de partículas de Al2O3, e área de superfície escaneada. Na segunda parte, discos de titânio foram jateados (com a pressão de jateamento determinada a partir da primeira parte) e submetidos a cinco tratamentos ácidos diferentes. Além disso, dois grupos duplicados foram submetidos à imersão em fluido simulado humano (SBF) e em solução supersaturada de calcificação (SCS). Na terceira parte, a fim de determinar a influência do tempo de imersão das amostras em SBF e SCS em suas características superficiais, novos discos de titânio c.p. foram jateadas com partículas de Al2O3 com granulometria média de 250 μm a 4 bar, sem nenhum tipo de tratamento ácido. Na quarta parte do estudo, investigamos a efetividade de um método de eletropolimento de titânio. Na quinta parte do estudo, investigamos a formação de nanoporos de TiO2 em titânio a partir da técnica de anodização. Com base nos resultados, observou-se que nem sempre há um aumento linear nos parâmetros de rugosidade com o aumento da pressão de jateamento, da granulometria média de Al2O3 e com o aumento da área de varredura, embora haja uma tendência. Frente às situações aqui propostas, definimos a amostra jateada a uma pressão de 4 bar com partículas de Al2O3 com granulometria média de 250 μm como apresentando a melhor superfície para uma melhor osseointegração, baseando-se em resultados de rugosidade apresentados na literatura. Dos tratamentos ácidos diferentes aplicados após o jateamento, dois se mostraram eficientes em remover o alumínio da superfície, que apresenta toxicidade tecidual. Um tempo de imersão de 28 dias em SBF produz uma camada de apatita suficiente para encobrir totalmente a superfície de titânio, independente das condições de jateamento ou de tratamento ácido realizadas. A imersão em solução de SCS produziu a deposição de apatitas mais rapidamente do que em amostras submersas em SBF. As condições de eletropolimento aqui estudadas não foram suficientes para produzir uma superfície homogeneamente polida, necessitando-se de mais experimentação variando-se as condições do processo. O processo de anodização de titânio demonstrou que o aumento da tensão aplicada pode vir a aumentar o diâmetro médio dos poros na superfície. Apesar disso, os resultados se apresentaram bastante diferentes de acordo com as condições aplicadas. Assim, pode ser interessante testar os mesmos parâmetros a temperaturas diferentes, uma vez que o aumento de temperatura irá acelerar a taxa de dissolução química do TiO2 formado, podendo dificultar uma formação homogênea de poros por toda a superfície. Além disso, faz-se necessário um estudo de imersão destas amostras após a anodização em soluções ácidas, para que estes nanoporos possam ser revelados por debaixo da camada de excesso de resíduos de TiO2, supondo-se que tenham se formado. Sugere-se também a realização da anodização em soluções eletrólitas menos ácidas já que, de acordo com a literatura, em valores mais altos de pH da solução eletrolítica o ataque químico à camada de TiO2 é drasticamente mais lento do que em eletrólitos mais ácidos.
Since Brånemark coined the term osseointegration after its accidental discovery in 1962, the use of osseointegrated implants has gained strength, particularly the dental implants, which are now the state of the art for oral rehabilitation therapy. This biological fixation (osseointegration) is considered a prerequisite for implant-supported prostheses and for their long term success. Several factors were identified as particularly important for the incorporation of implant in the bone, one being the properties of the implant surface. Given this importance, this study aims to investigate the changes in morphological and physico-chemical properties of titanium surfaces used in the manufacture of dental implants introduced after treatment by different methods of finishing (sandblasting, acid etching, immersion in solutions for the incorporation of Ca/P, formation of nanostructured titanium oxide via anodization). The first part of the study tried to determine the sandblasting conditions that provided the highest values of roughness parameters, varying the sandblasting pressure, the average particle size of Al2O3 powder, and the scanned surface area. In the second part, titanium disks were sandblasted and subjected to five different acid treatments. Furthermore, two duplicate groups were submitted to immersion in fluid simulated human (SBF) and in solution supersaturated calcification (SCS). In the third part, in order to determine the influence of immersion time of the samples in SBF and SCS in their surface features, new titanium discs were sandblasted with Al2O3 (250 μm 4 bar) without any acid treatment. In the fourth part of the study, we investigated the effectiveness of a method for electropolishing of titanium. In the fifth part of the study, we investigated the formation of TiO2 nanotubes from titanium anodization technique. Based on the results, it was observed that there is not always a linear increase in roughness parameters with increasing sandblasting pressure, average grain size of Al2O3 and with increasing scanning area, although there is a trend. We have defined the sample sandblasted at a pressure of 4 bar with Al2O3 powder with an average particle size of 250 μm as presenting the best surface for a better osseointegration, based on roughness results presented in the literature. Two of the five acid treatments applied after the sandblasting were efficient in removing the aluminum from the surface. An immersion period of 28 days in SBF produces a layer of apatite thick enough to totally cover the titanium surface, independent of sandblasting or acid treatment performed. The immersion in SCS solution produced the deposition of apatites faster than in the samples submerged in SBF. The electropolishing conditions studied here were not sufficient to produce a homogeneously polished surface. Thus, more experimentation varying the process conditions is required. The titanium anodizing process showed that the increase of the applied voltage can produce an increase in the average pore diameter on the surface. Notwithstanding, the anodization results presented quite different from one sample to another. So it may be interesting to test the parameters with different temperatures, since the temperature increase may accelerate the dissolution rate of the TiO2 formed, being able to hamper a homogeneous formation of pores throughout the surface. Furthermore, it is necessary to study these samples after anodization by immersion in acidic solutions, so that these nanopores can be revealed beneath the excess layer of TiO2, assuming that it has been formed. It is also suggested the realization of anodization with less acidic electrolytic solutions since, according to the literature, in higher values of pH of the electrolyte solution etching of the TiO2 layer is dramatically slower than in more acidic electrolyte.